CN208155846U - 一种自来水水质光学检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自来水水质光学检测装置，包括壳体、入水口、第一电磁阀、光学检测模块、压力传感器、第二电磁阀、出水口、光学检测模块、主控单元、显示单元、无线模块、供电***、GPS模块、接收模块和监控中心等，检测装置采用液体流路耐压管路结构设计，集样品采集﹑光学检测模块布局﹑GPS定位﹑智能控制﹑供电方式多样及数据无线传输功能于一体，方便与自来水管路连接，检测方法自动化程度高，能够准确、实时、快速地为监控中心提供管网设定位置的自来水水质的实测数据，便于统一监控管理，节约了大量的人力物力成本。

Description

一种自来水水质光学检测装置

技术领域

本发明属于水质检测领域，具体涉及一种用于自来水水质光学检测装置及检测方法。

背景技术

随着经济的发展，人口的增加，城市饮用水水源污染严重，居民生活饮用水安全受到威胁。为此，国家颁布了《生活饮用水标准》，规定了生活饮用水水质卫生要求。目前检测设备多集中设于水质处理输出端，水质检测设备难以大范围布局；移动式检测装置对于管道末梢检测费时﹑费力且难以实时检测，其检测结果也难以集中统一管理。应急情况下难以及时预警提示。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种自来水水质光学检测装置，该自来水水质光学检测装置及检测方法方便与自来水管路连接，能够准确、实时、快速地为监控中心提供管网设定位置的自来水水质的实测数据，且结构简单，控制高度集成，成本低，易于统一集中大面积监控布局。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自来水水质光学检测装置，其特征在于：包括壳体、设置于壳体上的入水口、出水口、设置于壳体内部的第一电磁阀、光学检测模块、压力传感器、第二电磁阀和主控单元、设置于壳体外部的供电***，其中，

所述入水口、第一电磁阀、压力传感器、第二电磁阀、出水口通过管路依次连接形成一液体耐压流路通道，光学检测模块设置于第一电磁阀和第二电磁阀之间，主控单元设有GPS模块、显示单元和无线模块，主控单元通过信号线分别连接第一电磁阀、光学检测模块、压力传感器和第二电磁阀，供电***用于提供壳体内部的各电路模块的工作电源；

所述检测装置还包括远程设置的监控中心，监控中心设有用于接收无线模块发送的数据的接收模块。

作为优选，所述光学检测模块包括MCU、恒流源电路、电路处理模块、光电探测器、设置于第一电磁阀和第二电磁阀之间的用于取样的比色皿、若干单色LED光源、与每个单色LED光源一一对应的光电紫外发射装置和红外发射装置，所述比色皿用于存储待测液体，红外发射装置、紫外发射装置和光电探测器设置于比色皿的周围，MCU 电信号连接主控单元，电路处理模块用于对光电探测器的输端信号进行处理后传送给 MCU，MCU通过恒流源电路连接至各个单色LED光源。

所述电路处理模块包括电流电压转换模块、滤波放大电路和模拟转换电路，光电探测器的输出端依次通过电流电压转换模块、滤波放大电路和模拟转换电路连接至MCU。

作为优选，所述紫外发射装置和光电探测器同心设置，红外发射装置与紫外发射装置成90度垂直设置。

作为优选，所述供电***采用太阳能发电***、蓄电池、风电***、市电中的任一种或一种以上的组合。

本发明的自来水水质光学检测装置采用合理的耐压腔体管路设计，管路布局合理、集成度高、智能控制﹑结构更紧凑﹑安装方便，更适合大面积自来水无人在线监控需求。

有益效果：本发明的一种自来水水质光学检测装置，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)整体结构简单，易与主水管道流路整合。

(2)易于控制，可用于多种参数的检测，数据稳定、准确；

(3)结合GPS定位功能，实现数据无线实时传输，便于统一监控。减少以往移动式检测设备所需的人力、物力、时间成本的投入和浪费。

(4)供电方式多样化，因地制宜，满足不同的使用环境。

综上，本发明装置具有智能控制、检测参数多样化、结构简单、供电方式多样化的特点。

附图说明

图1为本发明的自来水水质光学检测装置的结构示意图；

图2为图1中的的光学检测模块的原理图，其中，

1、壳体；2、进水口；3、第一电磁阀；4、光学检测模块；5、压力传感器；6、第二电磁阀；7、出水口；8、主控单元；9、GPS模块；10、显示单元；11、无线模块； 12、供电***；13、接收模块；14、监控中心；41、紫外发射装置；42、红外发射装置； 43、光电探测器；44、比色皿；45、待测液体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本发明公开了一种自来水水质光学检测装置，包括壳体、进水口、第一电磁阀、光学检测模块、压力传感器、第二电磁阀、出水口、主控单元、GPS模块、显示单元、无线模块、供电***、接收模块、监控中心等；管路为液体流路耐压管路结构，液体经入水口进入，分别流经第一电磁阀﹑光学检测模块﹑压力传感器﹑第二电磁阀，从出水口排出，达到实时在线取样的目的。光学检测模块设有比色皿，其外设有紫外发射装置、红外发射装置、光电探测器，可通过光学原理用于水质不同参数检测。还设有可与待测液体流通管路直接接触的压力传感器，用于管道压力测试。

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

如图1和2所示，一种自来水水质光学检测装置，该装置由壳体1、入水口2、第一电磁阀3、光学检测模块4、压力传感器5、第二电磁阀6、出水口7、主控单元8、 GPS模块9、显示单元10、无线模块11、供电***12、接收模块13、监控中心14组成，入水口2、第一电磁阀3、压力传感器5、第二电磁阀6、出水口7通过管路依次连接形成一液体耐压流路通道，主控单元8通过信号线与第一电磁阀3、光学检测模块4、压力传感器5、第二电磁阀6相连，用于控制各电磁阀的启闭状态及读取、计算各检测数据，并将检测数据通过信号线发送至显示单元10的同时，也通过无线模块11将数据无线发出，同时通过GPS模块9的定位功能，实现该装置的位置定位，接收模块13接收无线模块11发送的数据，并传至监控中心，进而实现设定位置的自来水水质检测及监控。

本实施例中，供电***供电12可由太阳能、蓄电池、风电装置或市电等多种方式实现，为该装置提供所需电源。

如图2所示，光学检测模块4包括设置于第一电磁阀和第二电磁阀之间且优选透明材质制成的取样比色皿44、若干单色LED光源、与每个单色LED光源一一对应的光电紫外发射装置41、红外发射装置42、光电探测器43、MCU及各种电路处理模块等，比色皿用于存储待测液体45，光电探测器43用于探测对应的每个紫外发射装置41和红外发射装置42发出的并透过被检测水样的原始光强信号，并将所述原始光强信号发送给 MCU；期间电流电压转换电路用于将光电探测器43探测到的光电流信号转换为电压信号，再经滤波放大电路的电压信号进行低通滤波和放大处理，模拟转换电路再将处理后的信号进行模数转换得到原始的红外光光谱和紫外光光谱，并发送给MCU。MCU对接收到的原始光谱进行信号分析，得到被检测水样的水质参数、检测指标，同时将分析结果发送至主控单元8。

具体地，电路处理模块包括电流电压转换模块、滤波放大电路、模拟转换电路和恒流源电路，其中，恒流源电路用于根据MCU的指令为对应的若干单色LED光源提供特定的恒流电源，驱动若干单色LED光源工作；光学检测模块4设有可透视检测用比色皿44；且周围设有红外发射装置41、紫外发射装置42和光电探测器43；优选紫外发射装置42和光电探测器43同心布局，红外发射装置41与之90度垂直布局。

本实施例中，压力传感器5的探头可与管路流体直接接触，可通过信号输出至主控单元经换算后测试管路压力，达到实时测试管道压力。

本发明的自来水水质光学检测装置使用时，检测方法包括如下检测步骤：

步骤A、主控单元控制第一电磁阀和第二电磁阀打开，比色皿的腔内液体排出的同时充满新待测液体；

步骤B、关闭第二电磁阀，压力传感器测得压力信号输出至主控单元；

步骤C、再关闭第一电磁阀后，光学检测模块检测水质参数至主控单元，通过显示单元显示测试结果，同时通过无线模块和接收模块传输至监控中心显示；通过GPS模块定位检测装置的所处位置。

上述步骤C中，光学检测模块包括如下检测步骤：

步骤(i)、所述恒流源电路根据MCU的指令为对应的单色LED光源提供预设的恒流电源，驱动单色LED光源工作，紫外发射装置和红外发射装置发出透过被检测水样的原始光强信号；

步骤(ii)、所述光电探测器探测步骤(i)中的原始光强信号，并将所述原始光强信号经滤波放大电路的电压信号进行低通滤波和放大处理，模拟转换电路再将处理后的信号进行模数转换得到原始的红外光光谱和紫外光光谱后发送给MCU；

步骤(iii)、MCU对步骤(ii)中接收到的原始光谱进行信号分析，得到被检测水样的水质参数。

本发明装置具有智能控制、检测参数多样化、结构简单、供电方式多样化的特点，通过紫外、红外等光学检测原理能够实现自来水水质的浊度、色度、TOC等参数的检测，检测方法自动化程度高，数据稳定、准确、可无线实时传输，便于统一监控管理，节约人力物力成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种自来水水质光学检测装置，其特征在于：包括壳体(1)、设置于壳体(1)上的入水口(2)、出水口(7)、设置于壳体(1)内部的第一电磁阀(3)、光学检测模块(4)、压力传感器(5)、第二电磁阀(6)和主控单元(8)、设置于壳体外部的供电***(12)，其中，

所述入水口(2)、第一电磁阀(3)、压力传感器(5)、第二电磁阀(6)、出水口(7)通过管路依次连接形成一液体耐压流路通道，光学检测模块(4)设置于第一电磁阀(3)和第二电磁阀(6)之间，主控单元(8)设有GPS模块(9)、显示单元(10)和无线模块(11)，主控单元(8)通过信号线分别连接第一电磁阀(3)、光学检测模块(4)、压力传感器(5)和第二电磁阀(6)，供电***(12)用于提供壳体(1)内部的各电路模块的工作电源；

所述检测装置还包括远程设置的监控中心(14)，监控中心(14)设有用于接收无线模块(11)发送的数据的接收模块(13)。

2.根据权利要求1所述的自来水水质光学检测装置，其特征在于：所述光学检测模块(4)包括MCU、恒流源电路、电路处理模块、光电探测器(43)、设置于第一电磁阀(3)和第二电磁阀(6)之间的用于取样的比色皿(44)、若干单色LED光源、与每个单色LED光源一一对应的光电紫外发射装置(41)和红外发射装置(42)，所述比色皿(44)用于存储待测液体(45)，红外发射装置(41)、紫外发射装置(42)和光电探测器(43)设置于比色皿(44)的周围，MCU电信号连接主控单元(8)，电路处理模块用于对光电探测器(43)的输端信号进行处理后传送给MCU，MCU通过恒流源电路连接至各个单色LED光源，

所述电路处理模块包括电流电压转换模块、滤波放大电路和模拟转换电路，光电探测器(43)的输出端依次通过电流电压转换模块、滤波放大电路和模拟转换电路连接至MCU。

3.根据权利要求2所述的自来水水质光学检测装置，其特征在于：所述紫外发射装置(42)和光电探测器(43)同心设置，红外发射装置(41)与紫外发射装置(42)成90度垂直设置。